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蓝宝石凭借其在机械、化学、物理等方面的良好性能，被广泛应用于国防、航空航天、科研、生活等领域，高效获得优表面质量的蓝宝石加工工艺已成为蓝宝石工业发展的首要问题。固结磨料研磨技术凭借其效率高、无污染、可控性强等优势得到了广泛的关注。本文采用固结磨料研磨技术加工蓝宝石，设计蓝宝石的加工工艺路线，优化其粗磨和精磨工艺参数，提高加工效率和表面质量。论文开展的主要研究工作和获得的结论如下：1）设计蓝宝石固结磨料研磨的加工工艺。研究并确定四种不同粒径磨粒金刚石固结磨料研磨蓝宝石的研磨时间；分析这四种不同粒径磨料对固结磨料研磨蓝宝石的材料去除率、表面粗糙度及表面形貌的影响；设计四条工艺路线，综合考虑成本、效率与表面质量，通过实验优化获得W75粗磨-W28精磨与W75粗磨-W14精磨两种组合作为蓝宝石固结磨料研磨加工的工艺路线。2）优化蓝宝石固结磨料粗磨和精磨工艺参数。采用正交实验研究粗磨的压力、工作台转速、三乙醇胺浓度和抛光垫类型对蓝宝石晶体材料去除率和表面粗糙度的影响，并综合优化获得高材料去除率和优表面质量的工艺参数，结果表明：有图案的研磨垫、研磨压力为0.1MPa、工作台转速为120rpm、三乙醇胺的浓度为5%为最优粗磨工艺参数组合，优化的材料去除率为31.1μm/min，表面粗糙度为0.309μm。正交实验优化压力、加速剂浓度和抛光垫种类等参数对蓝宝石晶体固结磨料精磨的影响。结果表明：研磨压力0.1MPa、加速剂浓度为10%、W28固结磨料研磨垫最优精磨工艺参数组合，可获得精磨蓝宝石的材料去除率为2.15μm/min，表面粗糙度为0.139μm。3）研究蓝宝石固结磨料研磨机理。建立适合固结磨料研磨的单颗磨粒微观去除模型；并建立单颗磨粒运动轨迹的数学模型，采用单因素法优化工艺参数，分析其对运动轨迹分布的影响，发现增大偏心距e有助于增大研磨加工尺寸范围，当ω1与ω互为质数时，轨迹最均匀，最适宜加工。